Étude expérimentale du comportement mécanique des émulsions pickering

Experimental study of the mechanical behavior of organoclay-stabilized pickering emulsions

• Auteur / Autrice : Boutheina Merad
• Direction : Karim Bekkour, Mourad Gareche
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Énergétique et génie des procédés
• Date : Soutenance le 19/04/2021
• Etablissement(s) : Strasbourg en cotutelle avec Université M'hamed Bougara de Boumerdès (Algérie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Chérif Nouar
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Dominique Dupuis, René Muller, Pierre François
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Yacine Hemar, Philippe Coussot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ingénierie

Rhéologie

Émulsions de Pickering

Mots clés libres

Pickering

Emulsions

Argile modifiée

Non-Newtonien

Herschel-Bulckley

Ecoulement en conduite

Rhéologie

Pickering

Emulsions

Organoclay

Non-Newtonian

Herschel-Bulckley

Pipe flow

Rheology

Résumé

Ces dernières années, un intérêt majeur a été porté sur les émulsions stabilisées par des particules solides. Connues sous le nom de « Pickering », ces émulsions sont stabilisées par l’adsorption de particules solides, qui possèdent des propriétés à la fois lipophiles et lipophobes, à l’interface entre l’huile et l’eau. Selon la nature, l’angle de contact et le type de modification de surface des particules solides, l’émulsions préparée pourrait être directe (huile dans l’eau) ou inverse (eau dans huile). La présente thèse est une contribution expérimentale à l’étude du comportement rhéologique et en écoulement des émulsions Pickering inverses, stabilisées avec des particules d’argile modifiée (organique). Deux axes principaux ont été traités dans ce travail : (i) la relation entre les interactions des particules solides et le comportement mécanique des émulsions, et (ii) l’influence de la concentration de phase dispersée sur le comportement mécanique des émulsions Pickering stabilisées par des argiles modifiées. Un système d’émulsification a été proposé et le comportement mécanique des émulsions Pickering a été étudié en utilisant la Vélocimétrie ultrasonore, Doppler pulsée et les mesures de pression. Tout d’abord, les interactions entre les particules d’argile modifiée ont été étudiées à l’aide des mesures rhéologiques. Ensuite, les émulsions Pickering ont été préparées et étudiées en écoulement. Enfin, des phénomènes d’instabilité des émulsions, à concentrations d’eau élevées, ont été identifiés et discutés.

In the last 2 decades, an increasing interest in emulsions, stabilized by solid particles has been observed. Also known as “Pickering”, these emulsions are stabilized through the adsorption of solid particles, with both hydrophobic and hydrophilic characteristics, on the oil/water interface. Depending on the nature, wettability, and surface modification of the used solid particles, the prepared emulsion can be direct (oil in water) or inverse (water in oil).This thesis is an experimental contribution to the study of the rheological and pipe-flow behavior of water-in-oil Pickering emulsions stabilized with organoclay particles. Two main axes were treated in this work: (i) the relationship between the interactions of the solid particles and the mechanical behavior of the emulsions, and (ii) the influence of the dispersed phase concentration on the mechanical behavior of organoclay-stabilized Pickering emulsions.